ELEMENTS BIOGENÉSICOS: CARACTERÍSTIQUES, TIPUS I FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

Són anomenats elements biogenésicos aquells àtoms que componen la matèria viva. Etimològicament, el terme prové de bio, que en grec vol dir «vida»; i gènesi, que significa «origen». De tots els elements coneguts, només uns trenta són indispensables.

En el seu nivell d'organització més baix, la matèria està composta per partícules diminutes anomenades àtoms. Cada àtom està format per protons i neutrons en el nucli i cert nombre d'electrons al seu voltant. Aquests constituents defineixen les propietats dels elements.

Tenen funcions estructurals, sent els constituents fonamentals en les molècules biològiques (les proteïnes, els carbohidrats, lípids i àcids nucleics) o presentar-se en la seva forma iònica i actuar com un electròlit. També tenen funcions específiques, com afavorir la contracció muscular o estar presents en el lloc actiu d'un enzim.

Tots els elements biogenésicos són indispensables, i si algun arribés a faltar el fenomen de la vida no podria ocórrer. Els principals elements biogenésicos més abundants en la matèria viva són el carboni, l'hidrogen, el nitrogen, l'oxigen, el fòsfor i el sofre.

Característiques

Els elements biogenésicos posseeixen una sèrie de característiques químiques que els fa indicats per formar part dels sistemes vius:

Enllaços covalents

Són capaços de formar enllaços covalents, on els dos àtoms s'uneixen compartint electrons de la seva capa de valència. A l'formar-aquest enllaç, els electrons compartits es localitzen en l'espai internuclear.

Aquests enllaços són prou forts i estables, condició que ha d'estar present en les molècules dels organismes vius. Igualment, aquests enllaços no són extremadament difícils de trencar, el que permet establir cert grau de dinàmica molecular.

Capacitat de formar enllaços simples, dobles i triples

Es poden formar un nombre important de molècules amb pocs elements gràcies a la capacitat de formar enllaços simples, dobles i triples.

A més de proporcionar una varietat molecular significativa, aquesta característica permet la formació d'estructures amb disposicions variades (lineals, en forma d'anell, entre d'altres).

classificació

Els elements biogenésicos es classifiquen en primaris, secundaris i oligoelements. Aquesta ordenació està basada en les diferents proporcions dels elements en els éssers vius.

En la majoria dels organismes aquestes proporcions es mantenen, encara que poden existir certes variacions concretes. Per exemple, en els vertebrats el iode és un element crucial, mentre que en les altres taxa semblés no ser el cas.

elements primaris

El pes sec de la matèria viva està compost per 95 a 99% d'aquests elements químics. En aquest grup trobem els elements més abundants: hidrogen, oxigen, nitrogen i carboni.

Aquests elements tenen una capacitat excel·lent per combinar-se amb altres. A més, tenen la característica de formar enllaços múltiples. El carboni pot formar fins triples enllaços i generar una diversitat de molècules orgàniques.

elements secundaris

Els elements d'aquest grup constitueixen d'un 0,7% fins a un 4,5% de la matèria viva. Són el sodi, el potassi, el calci, el magnesi, el clor, el sofre i el fòsfor.

En els organismes, els elements secundaris es troben en la seva forma iònica; per això se'ls anomena electròlits. Depenent de la seva càrrega poden ser catalogats com cations (+) o anions (-)

De manera general, els electròlits participen en la regulació osmòtica, en l'impuls nerviós i en el transport de biomolècules.

Els fenòmens osmòtics es refereixen a l'balanç adequat d'aigua dins de l'ambient cel·lular i fora d'ell mateix. Igualment, tenen un paper en el manteniment de l'pH en els ambients cel·lulars; es coneixen com solucions tampons o buffer.

oligoelements

Es troben en proporcions minúscules o traces, aproximadament en valors inferiors a 0,5%. No obstant això, la seva presència en baixes quantitats no indica que el seu paper no és important. De fet, són igualment indispensables que els grups anteriors per a un funcionament adequat de l'organisme viu.

Aquest grup està compost per ferro, magnesi, cobalt, coure, zinc, molibdè, iode i fluor. A l'igual que el grup d'elements secundaris, els oligoelements poden estar en la seva forma iònica i ser electròlits.

Una de les seves propietats més rellevants és la de mantenir-se com un ion estable en els seus diferents estats d'oxidació. Es poden trobar en els centres actius dels enzims (espai físic d'aquesta proteïna on ocorre la reacció) o actuar en molècules que transfereixen electrons.

Altres autors solen classificar els bioelements com essencials i no essencials. No obstant això, la classificació segons la seva abundància és la més usada.

funcions

Cadascun dels elements biognésicos compleix una funció indispensable i específica en l'organisme. Dins de les funcions més rellevants podem esmentar les següents:

carboni

El carboni és el "bloc" principal de les molècules orgàniques.

oxigen

L'oxigen té un paper en els processos de respiració i igualment és un component primordial en les diferents molècules orgàniques.

hidrogen

Es troba en l'aigua i forma part de les molècules orgàniques. És molt versàtil, ja que pot enllaçar-se a qualsevol altre element.

nitrogen

Es troba en les proteïnes, àcids nucleics i certes vitamines.

fòsfor

El fòsfor es troba en l'ATP (adenosina trifosfat), molècula energètica usada àmpliament en el metabolisme. És la moneda energètica de les cèl·lules.

Igualment, el fòsfor forma part de l'material genètic (ADN) i en certes vitamines. Es troba en els fosfolípids, elements crucials per a la formació de les membranes biològiques.

sofre

El sofre es troba en alguns aminoàcids, concretament a la cisteïna i la metionina. Està present en el coenzim A, molècula intermediària que fer possible un ampli nombre de reaccions metabòliques.

calci

El calci és fonamental per als ossos. Els processos de contracció muscular requereixen d'aquest element. La contracció muscular i la coagulació sanguínia també està intervinguda per aquest ió.

magnesi

El magnesi és particularment important en les plantes, ja que es troba en la molècula de clorofil·la. Com un ió, participa com a cofactor en diferents rutes enzimàtiques.

Sodi i potassi

Són ions abundants en el medi extracel·lular i intracel·lular, respectivament. Aquests electròlits són els protagonistes de l'impuls nerviós, ja que determinen el potencial de membrana. Aquests ions són coneguts per la bomba sodi-potassi.

ferro

Està en l'hemoglobina, proteïna present en els eritròcits sanguinis la funció és el transport d'oxigen.

fluor

El fluor és present a les dents i als ossos.

liti

El liti té funcions neurològiques.

referències

1. Cerezo García, M. (2013). Fonaments de biologia bàsica. Publicacions de la Universitat Jaume I.
2. Galán, R., & Torronteras, S. (2015). Biologia fonamental i de la salut. Elsevier
3. Gamma, M. (2007). Biologia: un Enfocament Constructivista. Pearson Educació.
4. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Bioquímica humana: curs bàsic. Reverté.
5. Teijón, JM (2006). Fonaments de bioquímica estructural. Editorial Tébar.
6. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., & Dominguez, MDSV (2000). Biologia general: els sistemes vivents. Grup Editorial Pàtria.
7. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Sants, ES, Morales, AF, Torralba, MP, & De el Castell, DS (2013). Principals compostos químics. Editorial UNED.